Influence de la microglie sur les voies nerveuses de la douleur neuropathique cornéenne – CONNECTPAIN

Les douleurs neuropathiques cornéennes (CNP, pour Corneal Neuropathic Pain) sont très invalidantes et difficiles à traiter et leurs mécanismes physiopathologiques demeurent de nos jours mal connus. En outre, la nature précise des voies neuronales mises en jeu dans cette pathologie n'a été que partiellement élucidée.
Dans ce contexte, nous avons développé un modèle murin de CNP, qui développe des anomalies morphologiques et fonctionnelles des nerfs cornéens et une activation microgliale dans le cerveau. Compte tenu du rôle de la microglie dans les douleurs neuropathiques somatiques et orofaciales, nous sommes intéressés par la compréhension de son rôle spécifique dans la CNP. Ce modèle est également un excellent outil pour identifier les circuits et la connectivité fonctionnelle des régions cérébrales impliquée dans la douleur cornéenne, et d’identifier les altérations neuronales associées à cette douleur.
Ce projet utilise des techniques innovantes et très complémentaires d'imagerie fonctionnelle (imagerie ultrasonore ultrarapide, fUS), de connectomique et de chimiogénétique dans le modèle CNP qui sera généré chez des souris adultes mâles et femelles CX3CR1+/eGFP dans lequelles les microglies sont GFP+.
Ce programme CONNECTPAIN vise à
1) étudier de manière dynamique le connectome de la douleur oculaire, en utilisant à la fois l'imagerie fUS et l’identification d’un connectome c-Fos (connectomique) chez des animaux naïfs et des animaux souffrant de douleur neuropathique cornéenne. L'imagerie fUS, qui permet une imagerie non invasive de l'ensemble du cerveau, vise à détecter les réponses hémodynamiques fonctionnelles dans les zones du cerveau après des stimulations cornéennes. Nous identifierons également les altérations des réponses hémodynamiques fonctionnelles chez les souris CNP. L'analyse du connectome cérébral (c-Fos) associé à la douleur neuropathique cornéenne chronique sera établie. Ces approches complémentaires permettront d'identifier les zones cérébrales spécifiques activées sous stimulation cornéenne et les zones cérébrales où les liens activité/fonction sont altérés au cours de la CNP.
2) déterminer le rôle de l'activation microgliale dans les altérations de ces réseaux fonctionnels et la douleur cornéenne associée, en utilisant un ciblage pharmacologique avec le PLX5622 un inhibiteur du colony stimulating factor (CSF1-R), outil pharmacologique permettant d’inhiber la microglie. Les effets du PLX5622 sur la douleur cornéenne, la connectivité fonctionnelle et l'activation des régions du cerveau associées à la CNP seront évalués. Ces données permettront d'identifier les régions « hub » pivots qui peuvent être ensuite ciblées par chimiogénétique.
3) Inhiber l'activation microgliale dans une région cérébrale « hub » par chimiogénétique et évaluer l'impact sur la CNP et le réseau fonctionnel de la douleur. Nous cherchons ainsi à déterminer si l'inhibition de la microglie par le biais de Designer Receptor Exclusively Activated by a Designer Drug (DREADD) (pAAV-CD68-hM4D-mCherry (Gi) dans une région hub peut influencer la douleur et son réseau fonctionnel. La présence du rapporteur mCherry dans la construction hM4D(Gi) permettra de vérifier que les cellules CX3CR1+/eGFP ont été spécifiquement infectées.
Les données obtenues fourniront de nouvelles connaissances fondamentales sur les circuits, la connectivité et la fonctionnalité du cerveau, mais aussi sur les altérations neuronales associées à la persistance de la CNP. Nous avons donc élaboré un programme ambitieux et innovant pour identifier les altérations neuroanatomiques, neurovasculaires et fonctionnelles qui se produisent au cours de la douleur oculaire chronique en utilisant des approches méthodologiques de pointe. Ce projet réunit un consortium de trois groupes de recherche de renommée internationale : Vision Institute, Physics for Medicine et ESPCI. Les technologies de pointe utilisées dans ce projet feront progresser le domaine de la recherche sur la douleur.